DE697768C - Elektrischer Heizkoerper aus hochschmelzenden Meta - Google Patents
Elektrischer Heizkoerper aus hochschmelzenden MetaInfo
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
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- H05B3/18—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor the conductor being embedded in an insulating material
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
- Elektrischer Heizkörper aus hochschncielzenden Metallen und Verfahren zu dessen Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf einen ielektrischen Heizkörper aus hochschmelzenden Metallen, wie Molybdän, Wolfram oder Ta.n-'tal, mit einem. nach keramischen Methoden aufgebrachten Schutzmantel aus hochschmelzenden Metalloxyden und auf ein Verfahren zu dessen Herstelluhg.
- Um Heizdrähte aus Molybdän, Wolfram oder Tantal in Hochtemp,eraturöfen 'verwendeal zu können, mußte man bisher reduzlerende und inerte Gase verwenden oder gegebenenfalls im Vakuum arbeiten, da solche hochschmelzenden Metalle: schon zwischen 5oo bis 700° C zu oxydieren- beginnen: .Um die hohe Schmelztemperatur der besagten Metalle ausnützen zu können, hat man zwar versucht, Heizkörper aus diesen Metallen in hochschmelzende Oxyde einzubetten. Da je- doch nach dem bekannten Vorschlag @dve Stoffe zur Vermeidung von Reaktionen mit dem Widerstandswerkstoff vollkommen kieselsäurefrei sein sollen, haben diese Maßnahmen nicht zu zuverlässig gasdichten Einbettungen geführt.
- Es war ferner bekannt, niedrigschmelzende Metalle ,und Metallegierungen, wie @z. B. Nickel-Chromdrähte, mit festhaftenden Metalloxyden zu überziehen, indem mä,n primär aufgebrachtes Magnesiummetall durch Wasserdampf unter hohem Druck in Magnesiumoxyd überführte. Derartige Oxydhäute haften zwar ziemlich gut, bilden,aber bestenfalls nur .eine brauchbare elektrische Isolationsschicht, da sie stark porös sind und Gaszutritt nicht verhindern können.
- Alle diese Nachteile werden nun bei einem elektrischen Heizkörper aus- hochschmelzenden Metallen, wie Molybdän, Wolfram oder Tantal, mit einem Schutzmantel aus' hochschmelzenden Metalloxyden dadurch beseitigt, daß gemäß der Erfindung der schichtemweisie aufgebrachte -Schutzmantel aus einer Außenschickt aus einem hochschmelzenden; bei Temperaturen von rq.oo bis 2ooo° leicht .zu einem gasdichten Scherben sinternden, Kieselsäure enthältenderi Oxydgemisch besteht und @daß zwischen 'der Außenschicht 'und der Metallseele eine -oder mehrere Innenschichten aus reinsten Metalloxyden, z. B. - Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd, Thoriumoxyd, Berylliumoxyd usw., aufgebracht. sind, die bei Betriebstemperatur mit der Heizseele nicht reagieren. Hierdurch wird der Zutritt von Gasen, insbesondere von atmosphärischem Sauerstoff, zu dem oxydationsempfindlichen Metallkern zuverlässig - und vollkommen verhindert: Brei der Herstellung des gasdichten Mantels kann entweder in der Weise vorgegangen werden, daß die entsprechend zusamrnengesetzte Hülle in kolloidaler Form aufgebracht und dann aufgefrittet bzw. aufgesintert wird oder der , Mantel in Gestalt eines fertigen Rohres aufgeschrumpft und dann aufgefrittet bzw. aufge- -sintert wird. Hierbei kann die Aufbringung und Aufsinterung des keramischen Mantels in kolloidaler Form schichtenweise erfolgen und je nach Erfordernis wiederholt werden.
- Die innerste Schicht bzw: die innersten Schichten werden so gewählt, daß der H.eizstab von einsten Metalloxyden, wieAluminiumoxyd; Magnesiumoxyd, Thoriumoxyd, Berylliumoxyd usw., umgeben ist, die selbst bei höchsten Temperaturen, d. h. zwischen 1400 bis 2ooo° C; praktisch mit den hochschmelzenden Metallen der Heizseele nicht reagieren. Die Außenschicht besteht aus einem kieselsäurehaltigen Oxydgemisch, das: bei Temperaturen von iq.oo bis 2ooo° leicht zu einem gasdichten Scherben sintert. Bei Anordnung mehrerer Schichten werden diese so gestaltet, daß der Kieselsäuregehalt von innen nach außen zunimmt, wobei diese Schichten dann aus einem Gemenge kieselsäurehaltiger Oxyde, wie Aluminiumoxyd, Kieselsäure, Aluminiumoxyd-Magnesiumoxyd-Kieselsäure o. dgl., bestehen, die bei Tempernturen über i q.oo° @ebenfalls zu gasdichten Scherben sintern. Bei Verwendung eines fertig aufgeschrumpften keramischen Mantels wird der Metallkern. vorher zweckmäßig Reit einem Überzug aus reinstem Metalloxyd, wie Aluminiumoxyd, versehen; oder es wird das Metall durch -Verdampfen aufgetragen, um erst nachher oxydiert zu werden.
- Das Auftragender ;einzelnen Oxydschichten kann in jeder bekannten Weise erfolgen, z. B. durch Aufspritzen oder Eintauchen in wässerige Suspensionen. Wesentlich ist nur, daß die Einzelschichten bei geeigneten, etwa 1400 bis 2200° C betragenden Temperaturen aufgesintert werden, so daß jeweils ein fester Verband der neu= aufgetragenen Schicht mit der vorhergehenden erzielt wird.
- Bei Aufbringung des Außenmantels in Gestalt von mehr oder minder dünnen Rohren ist zu beachten, daß die Aufsinterung in einem Temperaturbereich genügender plastischer Bildsamkeit erfolgt, damit eine innige Haftung und Verfrittung mit der darunterliegenden Innenschicht aus reinem Oxyd bzw. aus reinen Oxyden erreicht wird.
- Die Aufsinterung der Oxydschichten geschieht zweckmäßigerweise in reduzierenden und inerten Gasen oder im Vakuum.
Claims (3)
- PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Heizkörper aus hochschmelzenden Metallen, wie Molybdän, Wolfram oder Tantal, mit einem nach kerämitchen Methoden @ aufgebrachten Schutzmantel aus hochschmelzenden Metalloxyden, dadurch gekennzeichnet, @daß der schichtenweise aufgebrachte Schutzmantel aus einer Außenschicht aus einem hochschmelzenden, bei Temperaturen von iq.oo bis 2ooo° leicht zu einem gasdichten Scherben sinternden, Kieselsäure enthaltenden Oxydgemisch besteht und daß zwischen der Außenschicht und der Metallseele eine oder mehrere Innenschichten aus reinsten Metalloxyden z. B. Magnesiumoxyd" Aluminiumoxyd, Thoriumoxyd, Berylliümoxyd usw., aufgebracht sind, die bei Betriebstemperatur mit der Heizseele nicht reagieren.
- 2. Elektrischer Heizkörper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von mehreren Innenschichten der Gehalt an Kieselsäure allmählich nach außen zunimmt.
- 3. Abgeänderter elektrischer Heizkörper nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Heizleiter unmittelbar umkleidende Schicht aus @Metall, z. B. Aluminium, besteht, das nach außen hin allmählich in Oxyd übergegangen ist: q.. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Heizkörpers aus hochschmelzenden, mit einem keramischen Schutzmantel versehenen Metallen, wie Molybdän, Wolfram oder Tantal; nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Oxyden bestehende Schutzmantel in Gestalt eines fertigen Rohres aufgezogen und dann aufgefrittet bzw. aufgesintert wird. 5. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Heizkörpers nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,: daß die Innenschickt bzw. die Innenschichten aufgebracht werden, indem das Metall z. B. durch Verdampfen aufgetragen und darauf oxydiert wird. i@
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